资源描述：
《聚天门冬氨酸的合成及其应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DevelopmentandApplication开发与应用聚天门冬氨酸的合成及其应用方莉谭天伟(北京化工大学生物化工系,北京,100029)提要聚天门冬氨酸是新一代可降解生物高分子材料,应用前景十分广阔。本文对聚天门冬氨酸的合成工艺路线及其在水处理、农业、日用化工等领域的应用进行较详细的综述,认为:国外中低分子量聚天门冬氨酸的生产技术已经成熟,高分子量聚天门冬氨酸的应用研究也在迅速发展。关键词聚天门冬氨酸,天门冬氨酸,合成,应用聚天门冬氨酸是一种氨基酸的聚合物,它天然每年都发表数十篇以
2、上。可以预见,在21世纪,存在于软体动物和蜗牛类的壳中,相对分子质量分随着各国对环保要求的不断提高,这种可降解生物布很宽,为1000至数十万,除具有水溶性羧酸的高分子材料的生产和应用将会获得更大发展。性质外,还具有可贵的生物降解特性,它的用途极1聚天门冬氨酸的合成为广泛,可取代对环境造成污染的很多化学品,是一类对环境十分友好的生物高分子材料。因此自其聚天门冬氨酸最早的合成方法是以L-天门冬[1]1850年首次人工合成以来,逐渐受到世界上各氨酸为原料进行缩合,目前聚天门冬氨酸的合成主大化学公司的关注
3、,其中以美国、德国以及日本等要采用化学合成法,可分为3个步骤:第1步是由国的化学公司对聚天门冬氨酸的研究最为活跃,美原料制取中间体聚琥珀酰亚胺;第2步是聚琥珀酰国Donlar公司和德国Bayer公司等都有工业装置投亚胺水解制取聚天门冬氨酸盐;第3步是聚天门冬入生产。目前国外对聚天门冬氨酸进行研究的公司氨酸及其盐的分离纯化。聚天门冬氨酸的合成途径越来越多,聚天门冬氨酸合成及应用方面的专利,见图1。[1]图1聚天门冬氨酸合成路线不同的合成路线及反应条件决定着聚天门冬氨和使用性能,因此,在上述合成过程中
4、,第一步是酸的分子量和分子结构,从而决定最终产品的性质决定目的产物分子量及其使用特性的关键步骤,它242001年第3期化工进展因所采用的原料不同而使聚天门冬氨酸的合成分为500000不等,所采用的反应器有捏合机、螺杆式压两条工艺路线,一是以天门冬氨酸为主要原料,直出机、聚四氟乙烯盘、釜式反应器及流化床反应[1~6]接热缩合生成聚琥珀酰亚胺。该反应多在常压及在器,见表1。天门冬氨酸作为合成聚天门冬氨有酸性催化剂存在的条件下进行,反应温度为酸的主要原料,可由富马酸、马来酸、马来酸酐通[1,7]160~26
5、0,反应时间1~45h,所制得的聚天门过多步化学反应或生物酶法而制得。冬氨酸的相对分子质量覆盖面极广,从800到表1以天门冬氨酸为原料合成聚天门冬氨酸反应状态及所用溶剂反应器反应条件相对分子质量转化率/%用途固态旋转或盘架式干燥133k,通N2,240~350,<1000050水处理剂器、螺杆压出机1~3h固态聚四氟乙烯盘、螺常压,160~260,1~3h,8000~8000098高分子吸水材料,杆式压出机,捏合机,磷酸催化剂清净剂,湿润剂,水处反应釜理剂,肥料液态
6、反应釜常压,通N2,160~240,13000~10000059~96高分子吸水材料,溶剂为:莱/环丁砜,莱/45h;85%磷酸,硫酸,甲苯磺清净剂,湿润剂,水处NMP,莱/DMF,环丁砜,苯酸作催化剂理剂,肥料流化态流化床150~200;5min~5h;磷酸,800~100000,100水处理剂,金属加流化介质:CO2,N2或HCl,CO2作催化剂多分布于工用润滑剂空气8500~10600合成聚天门冬氨酸的另一条工艺路线是以马来混合物再在常压或减压(133kPa)及酸性催
7、化剂存酸、马来酸酐、富马酸等为原料齐聚或共聚生成聚琥在条件下于140~300热聚2~30min制得聚琥珀珀酰亚胺。该工艺多采用两步合成法:马来酸、马来酰亚胺,过程中可以通入N2。该反应所制得的聚天酸酐、富马酸及其衍生物与能释放出NH3的含氮化门冬氨酸的相对分子质量为500~15000,多分布于51000~4500。两步反应既可采用不同的反应器也可合物,在70~170及(05~3)10Pa条件下,反应[8~11]生成马来酸铵盐和天门冬氨酸及其盐的混合物,该采用同一反应器,见表2。表2以马来酸酐、
8、马来酸、富马酸为原料合成聚天门冬氨酸方法步骤反应状态及溶剂反应器反应条件相对分子质量转化率/%用途溶剂为氯代或非氯机械或气体搅拌反60~170,(1~3)第代烃类、乙酰胺类等;应釜,捏合机,泡罩105Pa;1h;催化剂一无溶剂:塔。为铜盐、汞盐、氯化步固态氨、硫酸铵等液态或固态反应釜,螺杆压出140~300,2min~500~10000,96颜料分散剂,缓蚀第机,捏合机,干燥器2h,催化剂为磷酸多分布于剂,植物促长
